知识网格

知识网格（精选7篇）

知识网格 篇1

1. 网格技术发展简述

知识管理强调人与计算机、硬件与软件、组织与环境的密切结合。计算机作为有效工具，对知识管理的推动具有重要作用。在信息时代，人类知识的快速积累、共享和交流必须依赖信息技术的发展[1]。分布式计算技术的发展围绕集成和互操作两个方面进行，主要经历了客户机/服务器、Web服务和网格三个阶段。

客户机/服务器阶段把数据和作业主要集中在服务器上，客户通过访问服务器获得数据和服务，并与其他客户实现交流，互操作主要在服务器内部进行。

第二阶段从中间件开始，统一于Web服务。为了实现服务器之间的互联，出现了中间件技术，它统一表达基本业务过程及其相关的消息传递、数据库访问等功能。但中间件的可扩展性差，也没有解决数据/业务的发现等问题。Web服务正弥补了异构系统的鸿沟，解决了面向互联网的集成和互作问题。

集成和互操作技术的第三阶段是网格技术[2]，最终目是实现在“全球智慧网络”中的知识共享和广泛协同，基本路是彻底解决自治性、异构性和动态性，将网格作为基础施。技术方案包括网格计算、普及计算和移动计算。

2. 知识网格定义和特征

知识网格是指一个智能的、可支撑网络应用的环境，使用户可以有效地获取、发布、共享、管理知识资源，并提供按需服务来支持应用的创新、协作、决策和解决问题。

知识网格主要有以下5大特征：使人们能够通过单一语义入口获取、管理分布于全球的知识，而且不需要知道知识的具体位置;智能地聚合分布于全球的相关知识，利用后台推理与解释机制提供智能的知识服务;在一个单一语义空间映射、重构、抽象的基础上共享及使用推理服务，在其中相互理解且没有任何障碍;在全球范围检索到解决问题所需的知识，确保提供合适的知识闭包;知识不是静态存贮的，能动态更新，知识服务在使用的过程中不断自动演化改进。

3. 知识网格体系结构

知识网格由五个层次组成：构造层、连接层、资源层、汇集层、应用层。

构造层控制网格中的资源，提供了共享资源的本地控制接口;连接层定义核心的通信和安全协议，使得通信更安全、更简单;资源层定义了在一个单独的资源上提供共享操作的协议;汇集层协调各种资源，关心的是全局的状态和跨域的交互行为;应用层通过各层的应用程序编程接口调用相应的服务，通过服务调动网格上的资源来完成任务[3]。

4. 知识网格在知识管理中的作用

知识管理的最终目的是实现知识创新，因此要管理资源丰富、形式各样的知识，并且在适当的时候将适当的知识传递给需要的人，以解决其在实际工作中碰到的问题。知识网格在知识管理中具有以下几方面的作用：

4.1 知识网格有利于知识交流

首先，知识网格为知识表示的多样化提供了平台，同时也为人们获取知识提供了条件。任何人都可成为知识的接受者和发布者，而且知识网格能够帮助人或虚拟角色有效地获取和发布知识。其次，知识网格有利于促进知识可视化和创新。知识网格通过智能化的用户接口使人们可以通过可视化来共享知识，同时还可以激发知识创新的知识增值。

4.2 知识网格有利于智能化地进行知识管理

智能化包括使用方便、界面一致、主动服务、用户输入和操作最少、平台的灵活性和柔性特征及方便的个性化服务。知识网格是利用网格技术实现知识的共享、管理和提供知识服务的系统，它采用特定的软件，为用户提供了一个访问文件系统、档案系统、数据库系统等多种异构存储系统的统一接口，屏蔽了存储系统的异构特性。层次化的元数据设计思想为实现用户对资源透明性的访问提供了可能，也为知识管理提供了有利的条件。

4.3 知识网格技术为知识管理提供统一的平台

知识网格对分布在广域网环境中的信息资源进行抽象描述，支持网格应用对资源访问的透明性，为用户提供一体化的智能信息平台，创建一种基于因特网的新一代信息平台和软件基础设施。在这个平台上，信息处理是分布式、协作和智能化的，用户可以通过单一入口访问所有信息。知识网格的智能化特性关系到用户是否接受的问题，也是其知识网格的优越性之一。

4.4 知识网格有助于进行有效的组织和提炼知识

知识网格能关联和集成不同级别和不同领域的知识资源，以此来支持跨领域的类比推理、问题解决和科学发现。知识网格能删除冗余知识，并能够提炼所含的知识来合理扩展有用的知识。利用知识网格可以更好地进行知识挖掘，更有利于进行知识管理，它也会有助于从已有的良好知识、范例和类似文本的知识源中衍生出新知识。

4.5 知识网格有利于显性知识向隐性知识的转换

知识网格是由知识元组成的，也就是知识网格使信息资源管理从文献载体深入到了知识单元层面。知识元的独立性和链接方法是生成新知识的主要途径，知识网格可以将整个科学分类体系立体分布在网格结点上，通过不同的结构链接方法使诸多交叉学科体系由隐性知识转化为显性知识，创造出新的学科研究领域，达到知识创新的目的。

5. 知识网格相对于传统知识管理模式的优势

5.1 知识获取与知识表示的多样化

在知识网格中人们直接通过交流互相获取知识，任何人都可成为知识的发布者。知识网格能够辅助人或虚拟角色有效地获取和发布知识，并以人机都可理解的方式将其表示出来。

5.2 知识可视化和创新

知识网格通过智能化的用户接口使人们通过可视化来共享知识和激发知识创新的知识增值。语义链网络和认知图可缩短知识表示和可视化之间的鸿沟。

5.3 知识的动态传播和管理

知识网格通过知识流网络实现了知识在网络中的动态传播和共享，从而更好地促进了知识的交流和利用。

5.4 知识的有效组织和提炼

知识可通过基于语义的范式来组织，以确保有效的检索和修改操作。知识网格能删除冗余知识，并提炼所含的知识来合理扩展有用的知识。它也会有助于从已有的良好知识、范例和类似文本的知识源中衍生出新知识。

5.5 知识关联和集成

知识网格能关联和集成不同级别和不同领域的知识资源，以此来支持跨领域的类比推理、问题解决和科学发现。

5.6 知识管理的智能化

从知识存储到用户的知识利用，知识网格纵向地为用户提供集成一体的方案。它不需要程序员进行二次开发，只需要管理员做简单的配置，就可建立服务平台。智能化包括使用方便、界面一致、主动服务、用户输入和操作最少、平台的灵活性和柔性特征及方便的个性化服务。

6. 结论

知识学习是最重要的人类活动之一，所有人都受到上述技术的影响。人们如何学习，以及如何利用这些技术辅助人们学习，受到教育工作者、计算机科学与技术工作者、人工智能专家和信息科学家的高度重视。知识网格给知识管理提供了美好的前景，但还存在一些问题需要解决，诸如：安全问题、产权问题。网格应用所涉及的大量资料和计算内容在各组织间是否能安全共享，内部系统环境中的资源能否被安全可靠地利用，是网格技术应用的重要问题。产权问题一直困扰着网络资源共享，而网格技术是在巨型计算机与互联网技术的基础上推出的一项新变革，立足于网络资源，为用户提供透明服务的一项技术。这样就使得资源利用合法化显得尤为重要，这需要国家相关法律制定和保护[4]。

总之，知识网格是一个集人类当前全部知识为一体的、合理组织的网络知识集成系统，利用计算机网格通过信息集成和知识集成来实现知识的合理组织和动态生长，从而实现知识传播和利用的总体最优化，对知识创新有巨大作用。

参考文献

[1]刘毅志, 刘建勋.知识网格研究[J].湘潭师范学院学报:自然科学版, 2006, (6) :13-16.

[2]周淑云.知识管理的新发展——知识网格[J].图书馆论坛, 2006, (1) :235-237.

[3]诸葛海.知识网格[EB].2006.06.27.http://jcst.ict.ac.cn/down2loads/xsqy/qy1301.pdf.

[4]储节旺, 周绍森等.知识网格:知识管理变革的新动力[J].科研管理, 2006, (5) :55-58.

知识网格 篇2

1.天绣苑社区网格化社会服务管理平台建设的基础是（）A、以房管人 B、一格四员 C、一标三实 D、四知四能 2.天绣苑社区网格化工作自（）年开始 A、2017年B、2018年C、2015年D、2016年

3.网格化服务管理工作领导小组的组长是由天绣苑社区（）担任的。

A、社区书记 B、社区副主任 C、社区专干 D、包社区领导 4.天绣苑社区网格化服务管理共分（）级？ A、1级B、2级C、3级 D、4级 5.网格化最基础的单元是？（）A、网格 B、社区 C、农村 D、街道

6.未处理的事件即将到期仍无法完成时该怎么处理（）A、搁置 B、延期 C、不处理 D、删除

7.在社区网格化平台中，网格员录入实有人口信息，以下选项中哪个不是必填项（）A、工作单位 B、身份证号 C、姓名 D、所属网格 8.网络员在上门采集实有单位时，不用采集的是？（）A、单位名称 B、经营类别 C、经营所在地 D、单位从业人员信息

9.网格化考核工作采取的原则是（）

A、“日常考核与年终考评相结合” B、周通报为主 C、周通报与月考评相结合 D、年终考评为主 10.网格员的网格化手机（）

A、可拆卸 B、不允许随意拆卸及更换配件 C、可更换配 件

D、可转借他人任意使用

二、多选题

11.开展网格化服务管理工作是为了（）

A、密切党群关系 B、为群众解决实事 C、加强党群互动 D、提高基层执政能力

12.基础信息采集工作主要包括？（）A、人 B、地 C、事 D、单位 13.基础信息采集有哪几类？（）

A、人员信息 B、房屋信息 C、单位信息 D、收入信息 14.实有人员信息采集主要分成哪几类？（）

A、常住人口 B、流动人口 C、重点人员 D、外籍境外人员

15.在天绣苑社区网格化服务管理综合信息采集表中，房屋属性有哪几个分类（）

A、自住 B、租用 C、闲置 D、商用

16.网格化社会服务管理系统，包含什么功能（）A、基础数据的支撑 B、任务事件的办理和处置 C、数据分析考核功能 D、人力资源评估功能

17.网格员开展巡查及走访工作主要有？（）A、日常巡查 B、重点人员 C、重点场所 D、特殊人群

18、下面哪个人群属于综治维稳中的重点人群（）A、吸毒人员 B、重点信访人员 C、残疾人员 D社区矫正对象

天绣苑社区网格化服务管理知识微测试题答案

知识网格 篇3

关键词：知识服务,知识网格,数字图书馆,服务管理

一、知识服务的概念

知识服务:是指一切为广大用户提供便利服务, 为他们提共所需所求的知识 (包括日常知识, 科普通知识和专业知识) 利用而服务的, 而从小的方面来讲, 则是针对科研人员、专业人员需求服务的, 以便利服务为目的解决问题为目标, 针对相关专业知识和科普知进行搜索、筛选、研究分析, 并且为各种用户支持应用的一种较为学科深层次的智力智能而服务的。总而言之, 知识服务:是图书馆为用户提供信息的搜索、组织、分析, 重新组织知识和转换能力为学术基础的, 依据所求用户的需要, 为他们提供有效的知识支持和应用知识创新所需服务。

二、我国图书馆知识服务现状

目前, 我们国家图书馆的知识服务主要体现在我们高校群体里, 现代高校图书馆的信息知识服务, 大多由学科馆员来提供服务的, 高校学科馆员不但要具有各方面学科知识背景而且要深入到某一学科领域知识进行服务的高素质人员, 更需要有相当强的知识信息的挖掘、知识信息的分析和知识信息的处理能力, 以及要有强劲的亲和力、口才能力和强大的沟通能力, 便于更好的收集文献信息, 负责各个渠道学科的师生对文献资料的需求和信息应用的满足和利用, 和对我们科馆员服务工作的提出有效见意和更高的学术需求, 我们科馆工作人员通过各个渠道宣传传授图书馆文献资源的服务, 更好的为他们解决问题。

工作中也存在很多的局限, 主要表现在过于依赖现代化图书馆的高素质的工作人员水平与高性能的现代化设备和技术能力, 如机器智能化不全, 处理解决信息问题时间较长, 这样就会限制信息知识更快的输出服务, 限制了信息知识的长期发展, 降低了我们走向社会服务的速度。现代知识网格新技术更快的更新, 帮助我们在某种程度上弥补了, 在我们信息知识服务工作中的一些缺陷, 并且促进了时代信息知识服务的发展。

三、知识网格的概念

现代化网格时代将是:世界高速互联网的高性能的计算机与超大型数据库传感计算器的远程传输设备等联合, 更好的实现了计算机资源, 数据存储功能的资源和知识信息资源的全面联全共享, 便于消除信息传送的鸿沟与信息资源的孤立, 这样便是继承传统的英特网Web之后, 信息革命的第三次信息资源传输的更好利用的大浪潮, 现代化网格计算技术最早利用, 大多集中在高瑞性能的高科技计算的区域, 其主要在于提升网络计算的能力, 它们并不是关联信息资源的语言义意, 这样就不能够更有效的管理信息知识。

四、知识网格对图书馆知识服务的推动

现代化知识网格技术的高速发展, 为我们高校图书馆的信息知识服务, 提供了更先进更有利的检索条件。

1.有利于实现图书馆知识的智能化

现代化知识网格软件应用是:一个由读者需求和用户群体的服务, 构成了现代化高速虚拟社区, 从知识信息资料的存储到客户瑞的浏览服务, 现代化信息知识网格, 纵向地为读者客户提供了一组集成一体的组织方案。为客户瑞通过网络浏览器, 在某单一语义的映像状况下, 根据客户不同权限来管理各种信息知识资源, 并且用不考虑信息知识资源的具体位置与成在的形式。读者把所需要的信息知识提出交给知识网格软件, 网格软件便会根据读者需要, 一求自行自动组织, 并进行信息自行自动的匹配与自动应答信息反映, 以高速最佳可行的方式方法智能化地, 快速传输推动给读者。

2.促进图书馆在知识服务中实现知识发现

现代化网格知识的生产特性是:现代化网格和高速因特网两者之间的本质区别, 在于因特网本身不产生信息知识, 是人们把现有的文献信息知识放到网络上, 提供给广大用户来利用和查找的。现代化网格软件能根据用户的需要, 自行自动地对有关的信息数据源, 提高进行综合的处理分析, 更多知识信息的收集和发现, 更新转换形成新的信息认知。各方面知识的发现, 就会促使知识信息不断更快的更新和创造新知识, 能够更好的为我们高校图书馆提供更新更广的信息知识服务平台奠定了一定的基础。

3.促进图书馆知识资源共享的真正实现

现代化知识网格利于高校图书馆和各色图书馆资源知识共享的有机整合, 这样就将网格知识分布在各个不地理位置的文献资源, 再通过高速的互联网进行知识资源集成, 并形成全面知识的网络虚拟的计算机, 为广大读者提供高性能全面的计算机功能, 来管理信息与为读者提供高性能的信息服务。并在各个分布式的图书馆中各种异构环境下, 现代化网格软件能够以一种全面全新全局命名的方式, 更加有效快捷管理着数量繁多的数据名字与不同属性, 以及他们之间的各种信息的关系与联合, 并能够把大量信息处理精确定位, 根据所需数据进行集成, 能为以后继续处理数据源信息提供利用的支持与发展空间, 实现了各项命名, 各项定位与各种访问信息量的透明性和可K的性能, 并且负载信息平衡性能的能力。网格技术能够支持对异构信息数据资源的访问, 为我们广大读者提供统一规格的访问和链接口, 为读者选择更多的适当访问协议, 更好的实现读者访问数据的请求。

五、图书馆在知识服务中应解决的问题

现代化知识网格在图书馆及新兴的各个研究领域中, 图书馆在这样的时代下, 信息知识服务的存长应用更面临着不少的挑战。

图书馆在网格技术方面和信息元数据访问方面, 图书馆的服务作为构建信息知识服务的平台起着重要作用和支撑技术作用, 需要我们图书馆在大规模的信息数据和知识网格环境中, 有效地对不同位置不同地区不同系统的, 数据信息存储与数据信息处理表达元的异构性, 及特色特征进行保证, 并且保证数据分布环境中的元数据访问的效率提高, 当代我们利用XML来表示信息量应用数据, 并将适应信息数据知识网格的扩展, 并支持大量信息规模的各种知识信息资源。有待网格标准化问题和网络信息的安全问题也是我们急需解决的问题。

再者我国知识信息的网络安全政策与法规, 总体水平标准都不够健全, 我国图书情报工作方面, 相关政策与法律法规不尽人意、不太完备, 这些方面的政策跟不上国内外的先进水平的发展需求。而我国的知识信息产权, 法律问题知识服务的要求更要我们去完善和去发展, 这样就影响了我们国家图书馆信息知识服务水平, 以及对图书馆方面的重视成度与投入的多少。

参考文献

[1]夏秋萍.高校图书馆学科知识服务现状分析和发展研究现.现代情报, 2010 (1) .

[2]郭琳.利用知识网格构建数字图书馆知识服务平台.情报资料工作, 2005 (2) .

知识网格 篇4

一、引言

目前，网格的发展越来越受到大家的重视，它们可以在不同国家甚至不同州的机器之间传输甚至到达几千G字节的大文件，将大规模的数据处理分散到世界范围的各个组织中。网格的应用需要高速远距离网络的支持，这可能需要网络速度达到622Mbit/s或是更高。在这种情况下，传统的TCP拥塞控制算法就不太适用了。这主要有以下三方面的原因：

(1)传统的TCP拥塞控制机制在高速网络中反应性比较差，这是因为TCP在高速网络中对分组丢失的反应要敏感得多。这主要是由于它的拥塞避免算法是基于AIMD(Additive Increase Multiplicative Decrease，和式增加积式减少)的。所以一个分组的丢失在高速网络中所造成的后果是很严重的：一个分组丢失被检测出来之后，TCP连接就会将带宽减半(积式减少)，这样就会不止花上几百毫秒或是多达几秒钟，甚至花上几分钟或是几个小时来恢复所有的可用带宽(和式增加)。另外，慢启动也会造成TCP在高速网络中性能的下降，但是它的影响要比拥塞避免小点。因为通过三个重复的ACK来判断分组丢失的情况要比超时经常得多，因此TCP连接会花费大多数时间在拥塞避免算法上。

(2)传统的TCP总是把分组丢失解释为拥塞，而假定链路错误造成的分组丢失是可以忽略的，但是在高速网络中，这种假设是不成立的。当数据传输速率比较高时，链路错误是不能忽略的。由链路错误引起的分组丢失和由网络拥塞引起的分组丢失的可能性是相同的。因此，不能笼统地认为分组丢失都是由网络拥塞引起的。因此，当一个TCP分组丢失后我们不应该认为就是出现了网络拥塞，拥塞的判断需要两个连续的分组丢失。

(3)传统的TCP不能使用网络链路的所有容量。这主要是由于在AIMD算法中，TCP从一个分组丢失到带宽的恢复所用的时间比较长。这是目前所有TCP版本(TCPTahoe、TCPReno、New-Reno、SACK、Vegas等)的一个固有的问题。而高速远距离网络的造价是比较高的，所以对容量的浪费是不可原谅的。

针对以上TCP传统算法的缺陷，网格计算中的TCP拥塞控制提出了一个新的带宽使用的公平性原则和增减算法，对于克服传统TCP在快速远距离网络中的不足起到了很好的作用。

二、带宽减少算法

在适用于网格应用的快速远距离网络中，可以假设连接的可用带宽在相当长的时间(大致是10min到1h)内是保持不变的，这个假设对与其他类型的网络基本上也是成立的。根据这个假设，可以做如下的近似：对于一个长时间的TCP连接，可用带宽ABW可以看作是一些分段表示的常数。

根据以上的简化模型，我们可以对TCP和式增加积式减少的带宽增减算法进行修改。在用于网格计算的TCP拥塞控制中，当一个TCP连接检测到网络拥塞时(用于网格计算的TCP拥塞控制，对于拥塞的判断标准是在一个相同的拥塞窗口中至少有两个连续的分组丢失，只有一个分组丢失被认为是链路错误)，并不是将带宽减半，而是减少ABWi-ABWi+1，ABWi+1由式(1)得出 =-1

(1)

式中 ABWi- 在阶段i的可用带宽;

C- 链路容量的估计值; ABWi在较长时间(一般式10min到1h)内是常数，

由于 ABWi是C的一部分，所以

A i，E αi，(0≤αi≤1)∧(ABWi=αiC) (2)

由式(1)和式(2)可以得到

αi+1= (3)

ABWi-ABWi+1= (4)

式(4)就是用于网格计算的TCP拥塞控制，采用新的减少带宽的算法，相应传统TCP的减少算法可以由以下表示

ABWJi-ABWJi+1== (5)

由式(5)可以得出

αi+1=αi /2 (6)

当αi=5%时，由(3)式可得αi+1=4.76%，而由(6)式得到αi+1=2.5%，如果C=622Mbit/s，那么新的算法可以节省14Mbit/s的带宽;当αi=20%时，由(3)式可得αi+1=16.7%，而由(6)式得到αi+1=10%，如果C=622Mbit/s，那么新的算法可以节省41Mbit/s的带宽。所以，当拥塞发生后，新的算法减少的带宽比较少，这样恢复起来也比较快。当αi=0或αi=100%时，也就是当链路中只有一个或有无限多TCP流时，两种算法取得一致。但是，在网格应用的网络中，这两种情况出现的比较少。

三、带宽增加算法

用于网格计算的TCP拥塞控制所使用的带宽增加算法有些复杂，它可以分为五种情况来分析：

(1)当链路刚刚经历了拥塞，并且我们假定这个拥塞现象是暂时的，我们首先根据式(4)来减少带宽，然后再通过二分检索法增加带宽到以前的稳定状态：ABWi。如果在这个过程中没有新的分组丢失，那么TCP连接就应该保持在阶段i，然后根据情况(3)来处理;如果我们检测到同一个拥塞窗口中至少有两个分组丢失，那么TCP连接就应该从阶段过渡i到阶段i+1，并且根据情况(2)来处理。

(2)当网络出现新的拥塞问题时，我们来得到一个新的带宽稳定值ABWi+1，ABWi+1要比ABWi小。在这种方法中，增加和减少带宽都使用二分检索法，一旦有分组丢失我们就减少带宽，否则就增加带宽。这种方法能比较迅速地使可用带宽稳定到ABWi+1。网络稳定在阶段i+1后，在根据情况(3)来处理。

(3)在这种情况下，TCP连接以速率ABWi传输数据。当检测到拥塞发生时，就根据情况(1)来处理;如果直到TCP占用计时器(它的值由经验获得，但一般希望是10min到1h)关闭仍没有拥塞发生，就根据情况(4)来处理。

(4)TCP已经以速率ABWi传输数据很长时间而没有检测到拥塞，因此我们希望可用带宽增加，进入一个新的阶段i+1，在这个阶段ABWi+1应该比现在的ABWi大。所以，一旦TCP占用计时器关闭，我们就开始增加带宽到ABWi+1，ABWi+1可以根据式(7)获得=+1 (7)

如果在这个过程中检测到拥塞，就根据情况(1)来处理。

(5)建立一个新的TCP连接，并且为可用带宽ABW0赋初始值为链路的容量C，然后再根据第(2)种情况来分析。

四、结束语

以上是用于网格计算的TCP拥塞控制所使用的新的带宽增减的算法，它克服了传统的AIMD算法的保守性，可以较充分地使用链路容量，所以在高速远距离网络中，它的效率比较好。但是这种算法还存在着一些缺陷：链路容量C的估计总是近似的，而且精确度也未知;容量的估计需要花费时间，对于短时存在的TCP连接，有可能用于容量估计的时间比连接存在的时间还要长;实际的网络中，路由是会改变的，所以发送端计算出的容量有可能和实际TCP连接使用的容量不一致。

知识网格 篇5

随着人们对产品的更高要求的需求,制造企业之间必须在更深的程度上进行紧密协作,才能应对当今愈演愈烈的市场竞争环境。面对网络上信息的快速增长,对于网络上的企业用户来说,要储藏本企业的知识、重组分布在网上的知识以及和其他企业分享知识,仍然缺乏有效的方法。网格(Grid)技术为此提供了支撑环境,能克服因空间上的距离和异构性给企业间协同带来的障碍,为实现敏捷制造和虚拟企业的运作提供支持,形成具有数字化、柔性化、敏捷化等基本特征的优势互补的协同企业[1]。2001年,Foster,Kesselman和Tuecke将网格定义为:动态多机构虚拟组织中的一个协调的共享资源和解决问题的过程[2]。网格是实现企业和社会资源共享和集成,支持企业群体协同运作和管理的集成支撑环境,通过封装和集成,屏蔽资源的异构性和地理分布性,以透明的方式为用户提供各类制造服务,使企业能够以请求服务的方式方便地获得所有与制造相关的服务,能够像使用本地资源一样方便地使用封装在网格中的所有资源。

本文探索了如何利用网格技术来辅助专业镇内企业之间的资源共享。基于网格原理构造出了一个支持制造企业间协同的网格平台,分散在专业镇内的制造企业能够通过平台实现各类资源的集成与共享。

1 专业镇内企业现状

专业镇内制造企业的产品设计创新能力水平较低,产品科技含量不高,大多数企业协作方式还是处于传统的阶段,难以对现有的产业链中的新产品设计信息与知识资源进行有效整合与集中。另外专业镇内受制于技术上的劣势而难以有突破性发展,人才配备不足,信息与知识资源不足,软硬件资源缺乏以及现有软硬件资源的利用率不高,技术创新能力不足,设备落后,利用率低,尤其企业内部以及企业之间,存在着“信息孤岛”、“应用孤岛”和“资源孤岛”,缺乏产品的企业间协同设计,知识共享程度不高由此引起的知识创新能力低下,致使企业等不到持续发展甚至滞后。

因此,如何有效整合企业与企业之间、整个供应链内的信息与知识资源,消除信息孤岛,促进专业镇内各企业之间的相互协调、互补、渗透和嫁接,形成资源和知识可共享的紧密产业联合体,提高制造企业的产品创新能力,已成为当前产业群发展值得探讨的课题。网格技术的出现为专业镇内企业的发展提供了巨大机遇。网格的根本特征是资源共享,消除资源孤岛。知识网格研究的侧重点是智能信息处理,其目标是如何消除信息孤岛和知识孤岛,实现信息资源和知识资源的智能共享。具有协同功能的知识网格平台,为解决专业镇内企业面临的问题提供了一个新的解决思路。能解决企业目前所遇到亟待解决的“信息孤岛”及“应用孤岛”等问题。

2 知识网格平台的系统方案

OGSA作为建立面向服务的下一代网格系统的实际标准,知识网格平台是构建在OGSA规范之上的网格知识管理体系,这个体系架构主要用于网格上的分布式软件资源和知识服务,同时必须遵循OGSA规范。

知识网格平台的体系结构从下到上定义为4个层次:网格的基础设施即资源层,WEB服务容器,网格核心中间件,面向用户的网格应用层。如图1所示。

网格的基础设施:也是网格资源层,包含了专业镇内Internet上所有可访问的,但是在地理上是分散的资源,这些资源包括有:各个企业运行的设计/制造软件如CAD/CAM,各种可共享的灯饰配件库、知识资源库,以及用于数据挖掘的软件工具等。

WEB服务容器:在服务容器里部署了网格平台上所有的服务资源,有软硬件资源,也有数据资源和知识资源。这些服务资源都是通过封装,屏蔽了资源自身的异构性和复杂性而集成起来的,对外呈现统一的调用接口,通过接口使用户可以发现服务并透明的访问服务。

网格核心中间件:网格核心中间件提供一些核心服务,如服务注册、资源调度、资源发现、作业管理、任务分配,还有数据管理、OGSA-DAI中间件以及信息服务等,另外还包括网格安全性,服务质量(Qo S)如资源预留和交易等方面。

网格应用和网格门户(Grid Portal):网格门户提供基于web的应用服务,使用户可以使用Web方式提交其作业并取得相应的结果,并可以在授权的情况下进行作业的监控。用户可以通过网格门户进行数据访问,上传或下载灯饰配件信息资源,也可以根据自己的要求定制灯饰产品,这些应用通常需要相当多的资源以及Internet上的数据访问。

3 基于网格的分布式PDM系统

3.1 分布式PDM

在知识网格平台中,产品数据管理(product data management,PDM)是与产品设计相关的软件资源及数据资源的集成框架。

Gartner Group公司给PDM的定义为:“PDM是一个使能器,它用于在企业范围内构建一个从产品策划到产品实现的并行化协作环境。一个成熟的PDM系统能够使所有参与创建、交流以及维护产品设计意图的人员在整个产品生命周期中自由共享与产品相关的所有异构数据,如图纸与数字化文档、CAD文件和产品结构等。”从狭义上讲,PDM仅管理与工程设计相关领域内的信息,而从广义上讲,它可以覆盖到整个企业中从产品的市场需求分析、产品设计、制造、销售、服务与维护等过程,即全生命周期中的信息[3]。参考文献[4]着重介绍了利用W S R F规范标准加强P D M系统内部各功能之间的消息传送的效率和安全性能,以提高PDM系统的并行处理能力和速度。

传统的PDM主要面向企业内部的数据管理,在企业间的信息协同交流方面存在不足,并且面向产业群内企业间的数据管理还是一片空白,这给企业间知识、资源共享带来很大的障碍。为此我们将PDM从传统的概念出发进一步的扩展,利用网格技术集成专业镇内各个企业拥有的软件资源、数据资源以及知识资源等,构成企业间的分布式产品数据管理系统。为真正实现专业镇内制造企业研究与开发、生产、营销、组织管理及服务的协同开辟了道路。

3.2 企业间的协同

网格支持的协同系统是指在广域网环境下各个企业之间围绕同一个产品设计任务,将分布在异地的计算、存储、设备、数据和人力资源连接起来形成一个虚拟组织,组织中的客户和设计人员在基于网格的虚拟协作环境中分别承担相应的职责和设计任务,并行、交互、协作地进行设计工作,共同完成产品设计任务的设计方法。其基本特点是:客户参与、多个企业联盟、异地、异构环境下进行合作设计。分布在异地的客户和不同企业的设计人员,使用不同的设计工具,基于Web进行远程协作设计,在一个虚拟共享的网格环境中对设计方案反复讨论、修改,以最快的速度、最好的质量完成产品设计和性能分析。

从基于网格的分布式P D M系统的概念来看,PDM可以定义为以软件技术为基础,以产品的设计开发为核心,实现对产品相关的数据、过程、资源一体化集成管理的技术。基于网格的分布式PDM系统为产品的设计和开发提供了企业之间的协同平台。

4 应用WSRF实现PDM功能封装

WSRF(W S-Resource Framework)是网格技术的下一代开放性标准,它定义了网格上软件、硬件资源的共享机制及网格资源的管理机制。应用WSRF标准实现各种软硬件资源的描述和封装,将其封装成一个符合WS-Resource结构的网格资源,从而实现了异构分布式环境下各种软硬件、知识资源之间高效的共享和协同,形成网格的应用平台。

4.1 分布式PDM功能介绍

基于网格技术的分布式PDM系统是一种由多种、异构、分布式的产品数据资源及设计资源,以一定互联方式,组成的、开放式的、多平台的、相互协作的产品数据管理系统,是面向专业镇内企业之间协同工作多层次的并支持开放集成性的系统。本文通过对XPlanner、XWIKI等开源软件的封装和利用接口函数对专业镇内制造企业现有商用软件如CAD、CAM等进行封装,利用网格中间件技术完成PDM功能的集成。PDM系统结构如图2所示。

XPlanner是一个基于Web的XP团队计划和跟踪工具。XPlanner主要功能包括:简单的模型规划,虚拟笔记卡(Virtual note cards),iterations、user stories与工作记录的追踪,未完成stories将自动迭代,工作时间追踪,生成团队效率,个人工时报表,SOAP界面支持。XWiki是一个强大的Java开源的Wiki引擎。它具有如下一些功能特点:内容管理,支持附件,版本控制,全文本搜索,权限管理,使用Hibernate进行数据存储,RSS输出与显示外部的RSS feeds,多语言支持,提供XML/RPC的API,WYSIWYG HTML编辑器,导出为PDF Groovy脚本支持等。

4.2 封装方法

本小节以Xplanner中的个人工时报表查询功能封装为例,说明WEB服务封装的过程与方法。网格服务封装的过程主要有以下几个步骤,如图3所示。

4.2.1 通过WSDL定义服务的接口

根据WSRF标准,我们首先把服务接口和操作抽象出来,描述为WSDL文件,并对其访问接口和操作方法进行定义,W S D L主要有三部分组成:TYPES、MESSAGES、PORTTYPE;它们分别表示服务的数据类型,消息的数据结构,服务提供的操作。WSDL文件的关键代码段如下:

4.2.2 实现服务的文件

WSDL文件只是定义了Web服务能够对外提供的方法,而没有提供具体的方法是怎么实现的,实现服务的文件就是为Web服务添加具体的实现代码。我们需要实现WSDL文件中定义的每一个方法,当Web服务接收到调用某一方法的请求后,会自动调用这段代码进行运算并返回相应的结果。因此需要创建获取个人工时的实现程序文件XplannerService.Java,在这个文件里主要定义了服务可以实现的获取个人工时功能。其代码摘录如下:

4.2.3 定义配置参数

定义服务的配置参数主要是由Web服务部署描述(Web Service Deploy Description,WSDD)文件和JNDI文件来实现的。

WSDD文件的作用是告诉WEB SERVICE容器应该怎样发布web服务,即定义了将Web服务部署到服务器上时需要用到的参数。在WSDD文件中提供以下3个参数:Service Name、class Name和wsdl File。Service Name参数定义了服务的名称及服务的路径等,WEB SERVICE容器基本路径加上该参数定义的服务路径就能得到w e b服务的完整URL;class Name参数定义了实现服务接口代码类;wsdl File参数告诉WEB SERVICE容器定义网格服务接口的WSDL文件所在的地址[5]。其关键代码片断如下:

JNDI的部署文件描述了要获取服务资源必须使用什么resource home。在此文件中,指定了与resource home管理那些资源相关的参数。对于只管理一个单一的资源,JNDI部署文件是相对简单的[5],其内容基本上是相对固定的。

4.2.4 服务的部署

通过以上步骤定义好WSDL、WSDD和JNDI后,利用ant工具生成服务的GAR包,如图4所示,然后我们就可以通过GLOBUS工具包中的部署工具将我们封装的服务部署到GLOBUS容器内,当GLOBUS容器启动时,就可以通过其地址调用该服务。

5 结论

本文通过实际例子阐明了将软件的功能封装成基于WSRF标准的网格服务的方法,并给网格平台的企业用户提供了软件资源的封装工具,资源提供者利用该工具对本企业所能提供的软件资源、数据资源及知识资源等进行封装,对封装好的资源在网格平台上进行发布,存入资源数据库中,网格上平台上的用户就可以通过任务提交入口提交自己的设计任务。该平台的原型系统已在中山的几家灯饰制造企业应用,通过网格平台,企业用户将分散的功能整合起来,将企业的各种应用系统加以集成,创建成一个单一虚拟系统。借助网格平台,专业镇内的制造企业或其他机构能够合理配置所有必需的制造资源包括软硬件资源和知识资源,使用户在需要时能轻松获得这些资源,并帮助企业突破基础设施的限制,解决诸如研发、工程实施、产品设计和财务分析这样复杂的业务问题。它也为企业实施信息化提供了解决方案,摆脱对信息化基础建设资源管理的负担,为提高企业核心竞争力奠定了基础。

参考文献

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知识网格 篇6

关键词：知识网格,数据挖掘,智能答疑,网格模块

随着计算机及网络技术的快速发展及远程教育的逐渐普及,由于在远程教育过程中学生不能直接向教师请教,并受简单答疑系统的影响,学生在自学过程中遇到的问题不能得到及时的解答。因此,建立智能性和自适应性的答疑系统就成了目前开发网上教育平台的重要任务之一。目前,有许多远程教育平台都加进了智能答疑系统,这些网络答疑系统已在教学过程中发挥较大作用,但其均不同程度地存在一些问题。简要总结如下:

(1)系统的智能性、自适应性不够。大多数自动答疑系统采用关键词匹配的技术,答疑准确率低,同时学员用户提问的操作过程繁杂,就连北京师范大学的Vclass智能答疑系统也要求问句中提取的关键词和答案材料中的关键词能精确匹配,不能精确匹配则找不到答案。

(2)系统的资源库内容不够丰富。国内答疑系统寻求问题答案的资源库主要是基于课程章节组织的,这与国内答疑系统大多是教学系统的子系统有关。系统将每章学生提出的常见问题和教师的解答作为数据库的基本内容,有的系统将学科知识以章节为单位组织起来作为资源库的基本内容,有的系统的资源库是基于课堂的常见问题而建设,有的两者合一。比起浩瀚的网络教学资源,答疑系统的资源非常有限。许多远程教育答疑系统的研究基本上局限于单个站点的研究,教育答疑资源得不到很好的共享。

重点针对以上第二种情况,本文提出基于知识网格(KnowledgeGrid)的的智能答疑系统的模型,将答疑系统的答疑资源库拓展到互联网上,通过基于知识网格的数据挖掘技术充分挖掘Internet信息资源来完成答疑任务并补充和完善本地知识资源,解决答疑资源不足问题。

1网格

网格(Grid)是将高速互联网、高性能计算机、大型数据库、传感器、远程设备等融为一体,实现计算资源、存储资源、信息资源、知识资源等的全面共享,组成一台“虚拟的超级计算机”,实现统一分配、管理及协调,消除信息鸿沟和资源孤岛,是继传统INTERNET、Web之后的第三个信息传输和利用大浪潮。网格技术提供了共享和协调使用各种不同资源机制,开放的网格服务结构(OGSA/OGSI)标准实现了不同地区的异构系统的合成、异构系统间的透明访问、资源的分布式存储以及跨平台、跨库的共享。目前网格技术已经从计算网格发展成为面向服务的知识网格。知识网格是一个智能互联环境,它为并行分布式知识发现提供了有效的技术支持。它能通过一个单一的语义入口,使分布全球的相关知识智能、动态地聚合,从大量的信息集合中找到符合查询条件的、恰当的、最新的知识,并通过相关的知识服务平台,有效地实现知识共享和知识服务。近年来,国内外学者在知识网格方面作了大量研究,Lee等[1]系统地描述了语义Web,为知识网格的构建提供了基础平台.Berman等[2,3]分别提出各自的知识网格构架,利用网格数据挖掘,智能进行推理和问题回答.诸葛海[4,5]提出了知识网格模型,史忠植等[6]在语义网格的知识发现理论、方法与技术作了大量研究,提出了语义网格的知识模型,实现本体驱动的网格知识管理;在网格的具体应用方面,肖侬等[7]将网格应用于空间数据信息的处理以及气象资源的共享;吴朝晖等[8]提出了知识库网格模型,构建了TCM-Grid,在中医药领域的实施应用取得了显著的成果。

2知识网格体系结构

知识网格体系结构使用基本的网格机制,在网格工具箱和网格服务基础上建立具体的知识发现服务系统。当今的实施方法是基于Globustoolkits网格工具集和服务上定义的。在Globus中,知识网格集成局部服务以提供全局服务。知识网格体系结构保证了数据挖掘工具和底层的网格机制和数据网格服务兼容。

知识网格服务由两层构成:核心知识网格层和高级知识网格层。核心知识网格层是在基本网格服务的基础上直接实施的服务;高级知识网格层用于在知识网格上进行设计、组建和执行分布式知识发现计算。图1中给出了两层的结构知识网格的体系结构。

2.1 核心知识网格层

核心知识网格层提供了网格上分布式知识发现计算的基本服务的定义、组建和执行功能, 它主要负责对描述数据源特性的元数据、第三方提供的数据挖掘工具、数据管理工具、数据可视化工具和算法进行管理。此外,通过实现应用需求和可用网格资源协调应用的执行。该层主要由两种服务构成。

2.1.1 知识目录服务(KDS)

知识目录服务(KDS) 扩展了基本的Globus元数据目录服务(MDS),并管理描述数据的元数据和在知识网格中应用的工具。这主要包括:

·被挖掘的数据仓库,如数据库,XML文档和其它的结构化和非结构化数据。

·用于抽取、过滤和操纵数据的工具与算法;分析被挖掘数据的工具和算法

·数据可视化工具,即用于可视化、存储和操纵挖掘结果的算法和工具。

·分布式知识发现执行方案。一个执行方案是是知识网格应用的抽象描述,也就是描述人机交互、数据源之间的数据流、数据挖掘工具、可视化工具和结果存储设备的图示说明。

·挖掘过程结果获取的知识,如学习模型和发现模式等。

所有的元数据用可扩展标记语言(XML)文档来说明,并存放在知识元数据仓库(KMR)之中。要维护在一个特定的数据仓库中被挖掘的数据是不切实际的。然而,要维护已经发现的知识库却是可能的,也是非常有用的。这些信息被存放在知识仓库(KBR)之中,其关联的元数据是由知识目录服务(KDS)来管理。KDS不仅可用于搜索和访问原始数据,也可以发现原先已发现的知识,以便在数据改变时比较给定挖掘计算的输出,或者以递增的方式应用数据挖掘工具。

对知识网格来说,对于知识网格来说,数据管理、分析和可视化工具通常都是事先存在的 (也就是说它们驻留在文件系统或代码库之中)。另一个重要的库是知识执行方案仓库(KEPR),用于存放数据挖掘过程的执行方案。

2.1.2 资源分配与执行管理服务(RAEMS)

资源分配与执行管理服务(RAEMS)用于在执行方案和可用资源间查找适当映射,以满足应用需求(如计算能力、存储能力、内存、数据库、编译器、网络带宽和延迟)和网格约束的目标。在执行方案激活之后,该服务就管理、协调应用的执行。该层并不是使用KDS和Globus MDS服务,而是直接基于Globus GRAM服务的。每个数据挖掘程序的资源请求都是用资源规格描述语言(RSL)描述的。执行方案的分析和处理将产生全局资源请求,并为本地GRAM将全局资源请求转换成本地RSL请求。

2.2 高级知识网格层

高级知识网格层包括用于组建、验证和执行并行、分布式知识发现计算的服务。而且该层还提供存储、分析已发现的知识的服务。其主要服务包括:

2.2.1 数据存取服务(DAS)

数据存取服务负责搜索、选择、抽取、转换和交付为挖掘的数据。搜索和选择是基于核心知识目录服务。以用户需求和约束为基础,数据访问服务使用数据挖掘(DM)工具自动(或在用户的帮助下)搜索和查找要分析的数据源。被挖掘的数据的抽取、转换和交付是基于Globus的全局访问二级存贮器服务(GASS)和知识目录服务(KDS)的。

2.2.2 工具和算法存取服务(TAAS)

该服务负责数据挖掘工具和算法的搜索、选择和下载。描述其可用性、位置和配置的元数据存放在KMR中,并由KDS管理,而算法和工具则存放在每个知识网格结点的本地存储系统中。

2.2.3 执行计划管理服务(EPMS)

执行方案是描述数据源、抽取工具、数据挖掘工具、可视化工具和KBR中的知识结果之间的数据流和交互的图形化表示。在简单的情况下,用户能够直接使用可视化的组建工具设计执行方案,其程序联接到数据资源。然而,由于数据存取服务(DAS)以及工具和算法存取服务(TAAS)产生的结果的多样性,会根据数据和工具的位置,移动的策略和中间结果等产生出不同的执行方案。因此,EPMS是由用户自行选择数据和程序的半自动化的工具,产生一系列满足用户、数据和算法需求及约束的多种可执行方案。执行方案存放在KEPR中,它允许反复地进行知识发现。如:随着时间变化的相同数据源的阶段性分析。同样,相同的执行方案也可用于分析不同的数据集。另外,不同的执行方案也可用于并行地分析相同的数据集,从不同角度来比较结果(性能、精确性等)

2.2.4 结果表示服务(RPS)

结果的可视化在知识发现处理中是非常重要的,帮助用户理解或解释已发现的模式。该服务指出了如何产生、表示和可视化抽取的知识模型(关联规则、聚类模型、分类等)。结果元数据存放在由KDS管理的KMR中。KDS不仅用于搜索和访问原始数据,还可查找已经发现的知识。

3 基于知识网格的智能答疑系统(KG-IQAS)体系设计

3.1 KG-IQAS的体系结构

KG-IQAS的体系结构如图2所示,用户通过浏览器,用自然语言向前端站点服务器提问某具体学科的问题,管理模块对自然语言进行预处理,然后派遣搜索模块在本地资源库查找问题答案,如果没找到,再调派网格模块继续查找,并将查询得到的答案返回到本地管理模块进行处理,得到最相关答案后返回给用户,同时,该答案由维护模块接收并按本地知识库的结构补充到本地资源库中。若搜索代理在以上均未找到答案,管理模块将问题转发给人工答疑模块,由人工答疑后补充到知识库。

(1)用户模块主要由客户模块和浏览器组成,负责接受用户数据验证用户身份等,并将查询结果传给用户。

(2)管理模块负责接收用户端的提问信息并将其转换成符合系统要求的格式,派发搜索模块执行搜索任务,负责接收网格模块从外界站点传来的搜索结果并作处理,然后发送给用户,同时传给维护模块进而补充到知识库。

(3)知识库及其维护模块IQAS系统的知识库基于Scorm标准采用XML表示知识,并按学科答疑资源进行分类。维护模块接收管理模块传递过来的答案,按本地知识库结构补充到知识库。

(4)人工答疑模块对智能答疑资源的进一步补充,当搜索模块找不到答案时管理模块便将答疑任务提交给该模块。人工处理后的答案传给维护模块,进而补充到知识库。

(5)本地搜索模块由前端服务器中的管理模块派发,携带查询代码到本地进行查询, 管理模块根据查询结果进行相关处理。

(6) 网格模块是KG-IQAS的关键模块,基于该模块进行数据挖掘。我们重点讲述网格模块数据挖掘的详细设计,网格模块数据挖掘具体步骤如下:

(ⅰ) 通过知识目录服务在 KMR 库中搜索用户感兴趣知识的元数据,并将元数据 XML 文件下载本地系统。根据知识用户所设定的不同搜索参数和选择的过滤器, 对元数据进一步进行分析, 将分析出来的可用元数据存放到本地的任务元数据库(TMR) 中。

(ⅱ) 算法设计。由KGKD的执行方案管理服务(EPMS) 根据算法流程图生成用XML 格式表示的任务执行计划文件, 并存放到知识执行计划存储库(KEPR) 中。

(ⅲ) KGKD 的资源分配、执行管理服务(RAEMS) 通过执行算法从KEPR 中将执行方案取出来, 生成通用网格服务能够理解的标准文档——RSL 描述脚本, 再由 Globus 的网格资源分配管理服务(GRAM) 来执行该 RSL 脚本在生成通用网格服务标准文档的过程中, RAEMS 服务的资源监控机制会根据任务元数据库(TMR) 中的任务描述属性来实时地监控和调度执行方案所需的资源。由资源分配和执行管理(RAEMS)服务执行数据挖掘计算执行后产生的结果存放到知识仓库(KBR)中。

(ⅳ) 从知识仓库(KBR)中取出执行结果,利用结果表示(RPS)工具使执行结果可视化并对其进行分析。

3.2 网格应用可视化环境VEGA

VEGA (Visual Environment for Grid Applica-tions)是用于在基于Globus的网格中实现分布式计算组合和执行的知识网格工具。该工具集允许用户从可用的远程资源集合(如计算结点、数据源)开始建立计算。通过网格的信息服务来定位和选取这些资源以对象集的形式呈现给用户,用户使用可视化机制来组合这些对象以生成一个数据挖掘计算的图形化表示。

VEGA就将该图形化表示转换成一个可执行方案,通过Globus资源管理工具在网格上处理和执行。它使知识网格用户可以简单有效地开发和执行分布式数据挖掘。如图4所示。

VEGA包括一系列工具,允许执行以下操作:

(1)任务组建如包含在计算中实体的定义和它们直接关系的规则说明。用户可以利用一系列图形对象表示各种资源,如数据集、数据挖掘工具和网格结点。由工作站管理器、资源管理器和对象管理器等软件组件构成。工作站负责组织设计环境、管理图形表示的内部模型。资源管理器允许用户浏览任务元数据仓库(TMR),搜索选择用于计算的资源。对象管理器在可视化组件实现阶段处理图形对象,包括数据、软件和主机。

(2)任务一致性检查一致性检查是为了获得正确一致的计算模型,由两个组件实现:模型预处理器和模型后处理器。

(3)为任务产生执行方案 该阶段由两个软件模型完成。XML生成器将计算模型转换成基本的由XML文档表示的执行方案,然后由RSL生成器将XML文档转换成RSL脚本。

(4)通过资源分配管理执行产生的执行方案执行管理器通过Globus GSI服务为网格用户认证授权,并将RSL脚本递交给Globus网格资源分配管理服务(GRAM)执行。执行管理器在整个数据挖掘计算的生命周期中还起到作业监视的功能。

4 结束语

KG-IQAS系统是智能性很强的知识网格环境下的网络教育教学答疑平台,真正实现了网络教育资源共享。文章给出了系统工作机制及体系结构设计,详细分析了系统所采用的基于知识网格的数据挖掘流程,最后介绍网格应用可视化环境VEGA。实验结果表明,该系统平台能够实现多个网络教育站点共享,解决答疑资源不足问题。随着人工智能技术和远程教育技术的迅猛发展,这种智能网络答疑系统将会逐渐走向成熟和完善,并必将成为未来各种网络教学平台不可缺少的、具有相对独立性的组件。

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知识网格 篇7

2003年发布了符合OGSA的规范GlobusToolkit3.0 (GT3)。放网格服务基础设施(OGSI的)是GT3提供了一个完整的实现，它定义了与OGSI兼容的服务，如服务发现、程序执行作业的提交、监控和可靠的文件传输等等。并定义了一组约定与扩展，这些扩展与使用Web服务描述语言 (WSDL) 和扩展标识语言 (XML) 模式有关。这些扩展可以便于启用有状态服务。

2. P2P计算

基本的Internet协议TCP/IP协议，而不是客户端和服务器之间的所有设备互联网概念是两两等价的，可以建立彼此的联系，双向传递信息，但也有一些应用程序按照与P2P模型设计，如新闻组，电子邮件，是非常成功的分布式对等网络。

2.1 P2P的定义

Clay Shirky告诉我们关于对等计算的定义：利用互联网的边缘资源的一类应用称为对等计算。这里的边缘设备资源是指如存储、CPU周期、内容等的一类应用。因为获得这些分散的资源：指在一个不稳定的和非预测的IP地址连接的环境中，P2P节点必须能够运行的DNS系统，并有独立的集中最充分的自主权服务器或独立。

2.2 基于DHT的资源定位方法

在P2P网络上的每个节点和资源用一个ID唯一标识自己本身，这个ID的获得用哈希的方法得到实现。这就是DHT的思想。此时，节点负责一部分ID空间，资源根据其自身的ID映射到相应的节点。根据节点的映射关系形成一个路由表，通过这个路由表的选择转发可以查找相关资源，并保证在一定的跳数内可以定位到任何的资源。这种DHT的资源定位方法是分布式应用的基础。其具有以下优点：如内在安全性、健壮性、以及可扩展性何负载平衡等方面。利用DHT资源定位方法进行定位的P2P网络的拓扑有两种结构，一类为环形的网络拓扑，一类是高维度几何空间拓扑。

3. 基于知识的分布式网格资源管理模型

3.1 基于知识的分布式网格资源管理模型

网格模型的定义定义3.1:用网格G= (N, K) 的模型来定义网格:

网格G= (N, K) ，其中N的含义是网格站点集，K的含义是网格知识库集。

其中，N={n}，每个站点都是一个网格自治管理域，同时定义为n= (M, Z) ，其中M是指该站点的资源管理器，Z={z}是指此站点的网格资源集;K= (Kq, Kb) ，Kq指的是全局的网格知识库集，Kb={k}指的是本地的网格知识库集合，本地网格知识库集合与站点是一一对应的关系，本地网格知识库集合存放在相应站点的资源管理器里面。

3.2 网格模型体系结构

知识的分布式网格资源管理模型兼具有两种模型的特点：其既具有分布式系统的特点，又兼具集中式系统的特点。其集中管理的特性表现在站点内部资源的集中管理，即站点内部由资源管理器集中进行管理;其分布系统的特点表现在网格资源的全局管理，即各站点的资源管理器通过P2P网格相联已构成网络，称为资源管理器网络。通过资源管理器网络资源管理器之间可以相互交换知识信息，从而实现资源的全局管理模式。这里的管理资源包括了跨站的资源，因此这归功于完全对等的P2P模式。在全局的角度讲，基于知识的分布式网格资源管理模型向资源使用双方的是资源管理服务。

3.3 全分布的网格知识库模型

网格知识库模型以网格资源管理系统为基础建立，即我们在3.2节中提到的网格模型体系结构。在此基础上，我们建立分布式网格知识库模型。本地网格知识库的建立要依赖本地的资源管理器，其存放在本地站点中。各站点的网格知识库只负责本站点的知识维护和更新，所有的这些站点集中起来构成了资源信息系统。

全局的知识库即可视为全局索引，其基于网格资源类型。其的本质即为特定资源类型和其对应的站点资源管理器的地址。

3.4 网格知识库模型的资源管理流程

本模型的总体思想是：利用对等网络覆盖构建分布式网格知识库。当然，此对等网络引入前面章节提出的DHT技术。此分布式网格知识库可以基于知识对网格资源进行管理，同时，由于DHT技术的引入，可以提供网络覆盖的容错能力、扩展能力及资源定位能力。

其主要设计流程如下:

(1)在每个自治域内，将资源管理器构成一个覆盖网络;

(2)基于此覆盖网络上，各自治区域可共享网格资源知识;

(3)基于全局网格知识，用DHT技术进行资源定位;

(4)基于本地网格知识库，进行资源管理。

综上所述，本文提出的网格知识库模型采用了分层的网格资源管理方法。即根据网格的资源需求，在全局范围内为网格任务查找并匹配到最优的网格资源。在站点内部，网格任务的具体执行则由其内部的资源管理系统控制。如此的分层策略，使资源管理器满足了站点自治的要求。

3.5 网格知识库模型的特点

基于上面章节所述，网格知识库模型具有以下特点:

(1)全分布的体系结构具有更高的扩展性:引入了DHT技术，可连接网格各个分布式站点，利用这种分布式的体系结构可确保整个网格系统的可扩展性。

(2)各分站点的高度自治:在本模型的设想中，各站点间是充分自治的。这种充分的自治性更接近现实网格环境中跨多个管理域的特点。

(3)本模型中资源管理是基于知识库的:本模型利用站点的语义信息实现基于知识的网格资源管理。流程为首先构建网格知识库、然后进行网格知识的管理，最后是基于知识的网格资源匹配。

(4)数据保证了相对的独立性 (Data Independence) :本模型基于DHT技术构建网格资源信息的逻辑语义，基于语义查询和匹配网格资源，所以此网格资源是独立于资源站点的具体位置的。

4. 结论

本文基于P2P计算，引入DHT技术建立了一种基于知识的分布式网格资源管理模型。该模型具有以下特点:

(1)网格资源管理模式为采用分布-集中式：此模式不仅满足了站点资源自治的需求，使站点内部资源管理的效率得以保障，而且使网络系统具有可扩展性。

(2)该模型将网格资源发现转化为知识推理，提高了网格资源的智能性，也提高了网格资源管理的可扩展性。

(3)网格资源信息即为知识信息。以此作为网格资源信息，使知识的管理水平得到有效提高。同时，该模型提出的基于全局和本地的分层知识库系统具有较好的适应性。可以在站点只含有部分网格资源本体的情况下，也可发现满足资源需求的网格资源。

摘要：本文构建基于知识的分布式网格资源管理模型入手, 提出了一种新的网格资源管理模型。该模型增强了网格资源管理系统的可扩展性。

关键词：P2P技术,DHT,网格资源管理

参考文献

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